Question

【題目】如圖1所示的電路，電源的電動勢為E、內阻為r，R為變阻箱，電流表可視為理想電表。閉合開關S，改變變阻箱R的阻值，電流表的示數(shù)I隨之變化。

（1）當變阻箱的阻值為R1時，求電流表的示數(shù)I1。

（2）以為縱坐標，R為橫坐標，在圖2中畫出變阻箱阻值R變化過程中圖像的示意圖，并分別說明圖線與縱軸交點和圖線斜率的物理意義；

（3）在金屬導體中，自由電子定向移動形成電流。已知自由電子在導線內定向移動速率的數(shù)量級為m/s，但實際上，閉合開關S后，電路中幾乎瞬間就形成了電流，請說明理由。

Answer 1

【答案】（1） （2）圖像 ,圖像與縱軸交點的坐標值為，斜率為 （3）閉合開關的瞬間，電路中的各個位置迅速建立了電場，在電場的作用下，電路中各處的自由電子幾乎同時開始定向移動，整個電路也就幾乎同時形成了電流。

【解析】

（1）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)由閉合電路歐姆定律列方程，然后求出電流；

（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律求出與R的關系式；

（3）閉合開關的瞬間，電路中的各個位置迅速建立了電場，在電場的作用下，電路中各處的自由電子幾乎同時開始定向移動。據(jù)此分析。

（1）根據(jù)閉合電路歐姆定律有

（2）如圖所示。圖像與縱軸交點的坐標值為，斜率為。

（3）閉合開關的瞬間，電路中的各個位置迅速建立了電場，在電場的作用下，電路中各處的自由電子幾乎同時開始定向移動，整個電路也就幾乎同時形成了電流。